Mitose

Veröffentlicht von: Dr. rer. nat. Geraldine Nagel (07. November 2013)

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Die Mitose ist ein wichtiger Vorgang bei der Zellteilung. Sie bewirkt, dass das zuvor verdoppelte Erbmaterial der Ursprungszelle bei der Zellteilung auf die beiden neu entstehenden Tochterzellen verteilt wird.

Im Körper des Menschen findet Zellteilung ständig statt und läuft streng reguliert in mehreren Phasen ab. Dabei ist es wichtig, dass das Erbmaterial der Zelle (DNA), also die genetische Information, nicht verloren geht. Sie soll in der neuen Zelle genauso vorliegen wie in der Ursprungszelle. Das heißt, das in der Ursprungszelle vorhandene Erbmaterial muss erst verdoppelt werden, ehe sie sich teilen kann. Das passiert zwischen zwei Mitosen, in der sogenannten Interphase.

Die Mitose bezeichnet man auch als Kernteilung (Karyogenese), denn das Erbmaterial liegt nicht frei in der Zelle vor, sondern organisiert und geschützt im Zellkern.

Während der Interphase verdichtet sich die normalerweise fädige DNA, die in mehreren sogenannten Chromosomen vorliegt, sie wird dadruch "transportfähiger". Die Interphase bezeichnet man auch als Arbeitsphase.

Schematische Darstellung eines Chromosoms. © Jupiterimages/iStockphoto

Während der Mitose liegen die Chromosomen der Zelle in X-förmigen Strukturen vor.

In der Regel teilen sich fast alle Körperzellen während ihrer Lebensdauer immer wieder. Es gibt jedoch ein paar Ausnahmen: Nervenzellen, Herzmuskelzellen und Skelettmuskelzellen. Sie entwickeln sich bis zu einer festgelegten, spezialisierten Form und teilen sich, nachdem der Vorgang abgeschlossen ist, dann mitunter monate- oder jahrelang nicht mehr oder sogar gar nicht mehr. Auch rote Blutkörperchen (Erythrozyten) können sich nicht teilen, da sie keinen Zellkern haben.

Ablauf

Der Ablauf der Mitose ist immer gleich, sie gliedert sich in vier Phasen:

  1. Prophase
  2. Metaphase
  3. Anaphase
  4. Telophase

Eine Mitose dauert von Anfang bis Ende etwa 60 Minuten.

Schematische Darstellung der Mitose. © Jupiterimages/Dorling Kindersley RF

Ablauf der Mitose

Prophase

  • Die Zelle wird runder.
  • Im Kern erkennt man allmählich einzelne Chromosomen, die aber noch eher knäuelig aussehen.
  • Die Membran des Zellkerns löst sich auf.
  • Außerhalb des Zellkerns erkennt man zwei Zentralkörperchen (die beiden sog. Zentriolen). Sie wandern zu den Zellpolen und bilden den Spindelapparat aus: Zwischen den beiden Zentriolen bilden sich Spindelfasern, die für die anschließende Verteilung des Erbmaterials benötigt werden.

Metaphase

  • Das Erbmaterial verdichtet sich immer mehr, wodurch die Chromosomen kürzer und dicker werden und allmählich eine X-ähnliche Form annehmen. Die beiden Hälften eines Chromosoms, die Chromatiden, sind nun deutlich zu erkennen.
  • Die Chromatiden ordnen sich in der Mitte der Zelle (sog. Äquatorialebene) zwischen den beiden Polen an.
  • Schließlich liegen die Chromosomen allesamt mit ihrer Einschnürungsstelle (Zentromer) zur Mitte hin ausgerichtet und bilden eine Art sternförmige Konstellation (sog. Monaster, "Einzelstern").
  • Die Spindelfasern haben Kontakt zu den Einschnürungen der Chromosomen.

Anaphase

  • Die Chromosomenhälften (Chromatiden) wandern auseinander in Richtung Zellpole. Das ist mithilfe des Spindelapparates möglich. Die Spindelfasern "ziehen" die Chromatiden förmlich immer weiter auseinander.
  • Am Ende der Anaphase sind alle Chromosomenhälften zu identischen Anteilen an die beiden Zellpole gewandert, sodass nun zwei sternähnliche Figuren (sog. Diaster, "Doppelstern") zu erkennen sind. Die Zelle ist nun bereit für die Teilung.

Telophase

  • Die an beiden Zellpolen an den Zentriolen liegenden Chromosomenhälften lockern ihre verdichtete Struktur wieder auf und werden fädiger.
  • Um die beiden Bereiche mit dem Erbmaterial bildet sich eine neue Kernmembran, dadurch entstehen zwei neue Kerne.
  • Die Zelle beginnt, sich in der Mitte zu trennen, sodass schließlich zwei neue Tochterzellen mit jeweils einem Zellkern vorliegen.